基于人工结构声场可定量调控声流效应的微纳颗粒操控研究

项目名称： 基于人工结构声场可定量调控声流效应的微纳颗粒操控研究

项目编号： No.11404363

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李飞

作者单位： 中国科学院深圳先进技术研究院

项目金额： 30万元

中文摘要： 对微纳米颗粒捕获、排列、移动、筛选的声操控技术，可为研究金属、细胞、DNA等微纳颗粒力学、物理和生化特性提供重要研究手段。基于声辐射力的操控技术，已实现对微米颗粒的操控。然而，声辐射力与粒径三次方成比例，且布朗运动等扰动因素不可忽略，因而基于声辐射力无法稳定捕获纳米颗粒。声波非线性效应产生的稳态流动，即声流效应，也可用于操控微米颗粒，更重要的是声流效应的作用力与粒径平方成比例，因此具有操控纳米颗粒的可能。本项目拟通过设计并优化人工结构声场的声流效应实现对纳米颗粒的可调控、高通量、并行捕获、排列等操控。通过建立纳米颗粒在人工结构声场定量调控的流场中的物理-力学模型及其数值仿真方法和片上实验系统，研究人工结构声场定量调控流场的机制和流场操控纳米颗粒的机制，进而建立纳米颗粒声操控理论和系统设计方法。本项目的成功研究将为微纳颗粒特性研究及微纳结构组装提供新手段，具有重要科学意义和应用价值。

中文关键词： 人工结构声场；声子晶体；声流效应；非线性；微纳颗粒操控

英文摘要： Acoustic manipulation, namely trapping, aligning, transporting and sieving micro-\nano-particles with acoustic effects, provides a valuable tool to investigate the mechanical, physical and biochemical properties of the particles such as metal, cell and DN

英文关键词： artificial-structure-modulated acoustic field；phononic crystals；acoustic streaming；nonlinearity；micro-\nano-particle